[科普中國]-單相轉變液晶

單相轉變液晶，是僅僅由于降溫而出現的液晶相。

概念單相轉變液晶，是僅僅由于降溫而出現的液晶相。而借升高溫度，至某一溫度范圍內形成的液晶，稱熱致型液晶。借溶劑溶解分散，在一定濃度范圍內形成的液晶，稱溶致型液晶。1

液晶的電光效應液晶的電光效應是指它的干涉、散射、衍射、旋光、吸收等受電場調制的光學現象。下面以常用的向列型液晶為例，說明其工作原理。

向列型液晶光開關的結構如圖所示。在兩塊玻璃板之間夾有正性向列相液晶，液晶分子的形狀如同火柴一樣，為棍狀。棍的長度在十幾埃（1?= 10-10m），直徑為4~6?，液晶層厚度一般為5~8μm。玻璃板的內表面涂有透明電極，電極的表面預先作了定向處理（可用軟絨布朝一個方向摩擦，也可在電極表面涂取向劑），這樣，液晶分子在透明電極表面就會躺倒在摩擦所形成的微溝槽里，使電極表面的液晶分子按一定方向排列，且上下電極上的定向方向相互垂直。上下電極之間的那些液晶分子因范德華力的作用，趨向于平行排列。然而由于上下電極上液晶的定向方向相互垂直，所以從俯視方向看，液晶分子的排列從上電極的沿-45°方向排列逐步地、均勻地扭曲到下電極的沿+45°方向排列，整個扭曲了90°，如圖所示。

理論和實驗都證明，上述均勻扭曲排列起來的結構具有光波導的性質，即偏振光從上電極表面透過扭曲排列起來的液晶傳播到下電極表面時，偏振方向會旋轉90°。取兩張偏振片貼在玻璃的兩面，P1的透光軸與上電極的定向方向相同，P2的透光軸與下電極的定向方向相同，于是P1和P2的透光軸相互正交。在未加驅動電壓的情況下，來自光源的自然光經過偏振片P1后只剩下平行于透光軸的線偏振光，該線偏振光到達輸出面時，其偏振面旋轉了90°這時光的偏振面與P2的透光軸平行，因而有光通過。在施加足夠電壓情況下（一般為1~2V），在靜電場的吸引下，除了基片附近的液晶分子被基片“錨定”以外，其他液晶分子趨于平行于電場方向排列。于是原來的扭曲結構被破壞，成了均勻結構，如圖中右圖所示。從P1透射出來的偏振光的偏振方向在液晶中傳播時不再旋轉，保持原來的偏振方向到達下電極。這時光的偏振方向與P2正交，因而光被關斷。由于上述光開關在沒有電場的情況下讓光透過，加上電場的時候光被關斷，因此稱為常通型光開關，又稱為常白模式。若P1和P2的透光軸相互平行，則構成常黑模式。2

相關概念溶致型液晶有些材料在溶劑中處于一定的濃度區(qū)間內會產生液晶，這類液晶我們稱它為溶致液晶。例如可以利用溶致型液晶聚合物的液晶相的高濃度、低黏度的特性進行液晶紡絲制備高強度、高模量的纖維。溶致型液晶材料廣泛存在于自然界、生物體中，與生命息息相關，但在顯示中尚無應用。溶致型液晶生成的例子是肥皂水。在高濃度時，肥皂分子呈層列性，層間是水分子。濃度稍低，組合又不同。

熱致型液晶熱致型液晶分子會隨溫度上升而伴隨一連串相轉移，即由固體變成液晶狀態(tài)，最后變成等向性液體，在這些相變化的過程中液晶分子的物理性質都會隨之變化，如折射率、介電異向性、彈性系數和黏度等。在熱致型液晶中，根據液晶分子排列結構分為三大類：近晶相、向列相和膽甾相。2

本詞條內容貢獻者為:

李雪梅 - 副教授 - 西南大學